乳酸杆菌的生物学功能及在动物生产中应用

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现代畜牧生产中，动物往往会受到外界环境条件变化的影响，从而导致抗病力甚至生产性能的下降。抗生素由于能很好的预防、治疗动物疾病并能促进动物生长而在生产中得到了广泛的应用。但抗生素在发挥有益作用的同时也带来了负面影响，抗生素在杀灭有害菌的同时也杀灭了有益菌，导致动物肠道的微生态平衡被打破，而且抗生素的长期使用还会导致耐药菌株的产生及其在动物体内的残留，最终危害人类健康。近年来，抗生素的替代已经成为研究热点。乳酸杆菌对肠道的保健作用早已被人们认识并用于人类的功能性食品和医疗保健中。在动物生产中的研究发现，乳酸杆菌不仅能维持动物肠道微生态的动态平衡，而且能有效提高动物抗病力及生产性能，是一种极具潜力替代抗生素的益生菌。

1 乳酸杆菌的生物学功能

1.1 抑菌活性

研究证明：乳酸杆菌能抑制大肠杆菌、大肠埃希菌、沙门菌、幽门螺杆菌、肺炎链球菌、淋球菌和黄曲霉等多种致病菌的生长。乳酸杆菌的抑菌活性主要包括，菌体的竞争性抑制作用和代谢产物的抑菌活性。一方面，乳酸杆菌作为动物胃肠道内的主要优势菌群，不仅能与致病菌争夺肠道内有限的氧气及营养物质而抑制致病菌的生长繁殖，而且还能与致病菌竞争吸附部位而抑制致病菌在动物胃肠道的黏附定植。另一方面，乳酸杆菌能产生多

乳酸杆菌的生物学功能及在动物生产中应用研究

石英军 黄兴国湖南农业大学动物营养研究所

种具有抑菌活性的代谢产物，如：乳酸、细菌素和H 2O 2等，乳酸可以降低肠道内的pH，抑制致病菌及腐败菌的生长；细菌素对同类菌有较强的抑制作用，而对革兰阴性菌的抑制能力不强；乳酸杆菌产生的H 2O 2对引起泌尿生殖道感染的病原菌，如：加得纳菌、淋球菌和念珠菌等有较强的抵抗作用。

乳酸杆菌的抑菌活性主要是菌体的竞争性抑制作用还是其代谢产物的作用目前尚无定论。马治宇研究了乳酸杆菌菌粉、菌液、培养上清液及灭活菌对肉鸡盲肠大肠埃希菌的抑制作用，结果发现，乳酸杆菌菌粉和菌液均能够不同程度的抑制大肠埃希菌，但培养上清液及灭活菌效果不显著，说明主要是乳酸杆菌菌体在起作用。马雪云研究了体外乳酸杆菌培养物和培养液对大肠杆菌的抑制作用，结果发现，乳酸杆菌培养物和培养液对大肠杆菌的抑制圈直径分别为9.6 mm 和9 mm，培养液的抑菌圈直径仅比培养物小0.6 mm，说明乳酸杆菌和大肠杆菌共同培养的过程中，除了乳酸杆菌生长和争夺营养物质对大肠杆菌产生抑制作用，其代谢产物才是真正对大肠杆菌产生抑制作用的主要物质。1.2 免疫增强作用

乳酸杆菌可以在动物消化道内形成一层致密的膜菌群而构成一道天然的物理屏障，而且乳酸杆菌能促进动物肠道的生长发育及上皮细胞的修复，不仅能抑制病原菌对消化道的黏附及穿越，而且能促进动物肠道对毒性产物的中和，防止毒素和废物的吸收。乳酸杆菌能明显的促进动物免疫器官的生长发育和免疫细胞的成熟分化，促进抗体产生，还能活化巨噬细胞，诱导其产生多种细胞因子，如：肿

收稿日期：2011 - 01 - 10通信作者：

黄兴国

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瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素及NO等，从而增强机体的特异性和非特异性免疫，提高动物的抗病力。

研究显示：乳酸杆菌可能是通过其细胞壁成分肽聚糖来发挥免疫调节作用的。苏广伟等研究了乳酸杆菌肽聚糖对小鼠机体免疫功能的调节作用，发现乳酸杆菌肽聚糖能提高受刺激小鼠腹腔巨噬细胞中炎性细胞因子白介素1、TNF-α及脾淋巴细胞中γ-干扰素（IFN-γ）的分泌，对脾淋巴细胞中细胞因子白介素2的分泌并无显著增强作用。马西艺等分离并鉴定了乳酸杆菌肽聚糖的免疫活性，发现分离纯化的乳酸杆菌肽聚糖的免疫活性未受影响。

1.3 增强营养物质消化吸收的作用

乳酸杆菌可以促进动物肠道的发育，使肠黏膜层明显增厚，小肠绒毛数增多，从而增强对营养物质的吸收。乳酸杆菌产生的酸性代谢产物使肠道环境偏酸性，这种酸性环境能加强肠道的蠕动和消化液的分泌，而且乳酸杆菌产生的有机酸使钙、磷和铁等元素处于易于吸收的离子状态，提高它们的利用率。近来研究发现，乳酸杆菌还能增强一些消化酶的活性，从而促进营养物质的消化吸收。有学者研究发现，在肉鸡饲料中添加0.1 %的嗜酸乳酸杆菌培养物，可显著提高40日龄肉仔鸡小肠淀粉酶的活性，但脂肪酶及蛋白酶活性不受影响。王志祥等研究发现，饲粮中添加乳酸杆菌能极显著的提高仔猪胰和十二指肠食糜脂肪酶和淀粉酶的活性。

2 乳酸杆菌在动物生产中的应用效果

2.1 对生产性能的影响

大量研究表明：乳酸杆菌对提高动物的生长速度和降低饲料报酬有显著促进作用。朱年华和张日俊（1996-2006）添加单一乳酸杆菌或含有乳酸杆菌混合菌的日粮对肉鸡进行试验，结果显示：86.7 %的试验证明：添加乳酸杆菌能提高肉鸡的生长速度，一般提高5 %~10 %（占统计数的73.4 %）。丁轲和曾东等研究显示：乳酸杆菌能不同程度的提高肉鸡的增质量并降低料肉比。但陈丽艳等研究显示：乳酸杆菌制剂对肉鸡增质量和改善饲料利用效率影响不大。王海东等研究了鼠李糖乳酸杆菌对断奶仔猪生产性能的影响，基础日粮中添加0.2 %的鼠李糖乳酸杆菌制剂极显著提高了日增质量，为123.33 g，饲料转化率也得到了极显著的改善，为1.7。王志祥等的研究表明：日粮中添加复合乳酸杆菌能显著提高断奶仔猪日增质量和饲料转化效率，且有改善养分表观消化率的趋势。张孝庆等的研究显示：绿益微生态制剂（以嗜酸乳酸杆菌、双歧杆菌、芽孢杆菌和光合菌等为主要菌种类型）在商品猪生长期和肥育期饲养中，日增质量和饲料利用率有较大提高，经济效益显著。以上研究中乳酸杆菌对动物生长速度和饲料利用率影响程度的差异，可能是由于菌株和动物品种的不同及饲养管理等方面的差异造成。

研究显示：乳酸杆菌还可以影响动物体内的物质代谢，从而起到改善肉质的作用。陈丽艳研究发现，嗜酸乳酸杆菌能显著降低肉仔鸡血清中总胆固醇含量，增加血清磷脂的含量，腹脂率和肝脂率均显著下降，而且对蛋白质沉积和降低尿素氮也具有明显的作用。张日俊和李菊的研究显示：乳酸杆菌能显著提高肉仔鸡胸肌率，与对照组和抗生素组相比分别提高了7.15 %和4.38 %；而且显著提高了肌肉肉色的红度值和黄度值，极显著提高了鸡脚颜色；乳酸杆菌组的棕榈油酸显著高于对照组，花生三烯酸显著高于抗生素组，校正肌苷酸含量比对照组和抗生素组分别高出10.04 %和8.48 %；而且乳酸杆菌对胸肌中多种氨基酸含量起到了显著影响，部分人体必需氨基酸和风味氨基酸含量显著高与对照组。孙建广等研究也表明：乳酸杆菌能不同程度地改善生长育肥猪的生长性能、胴体品质和肌肉质量。

2.2 对肠道微生态平衡的影响

健康动物肠道中各种细菌的种类、数量和定居部位是相对稳定的，处于动态平衡状态。但当外界条件变化时，如：抗生素的使用、幼畜断奶、饲料突变和应激等因素发生时，这种平衡就会被打破。乳酸杆菌作为动物肠道内的主要优势菌群，能有效地促进有益菌的生长，抑制有害菌的生长繁殖。万荣峰和江善祥的研究发现，在体外，乳酸杆菌能很好地抑制禽致病性大肠杆菌1701及猪致病性大肠杆菌TM128的生长增殖。许褆森和陈丽艳研究发现，

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乳酸杆菌能显著促进肉鸡肠道中乳酸杆菌的增殖，抑制大肠杆菌、大肠埃希菌、鸡伤寒沙门菌和金黄色葡萄球菌的增殖。马治宇的研究还发现，乳酸杆菌菌粉和菌液均能显著增加AA 肉鸡盲肠中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量，而大肠埃希菌则被明显抑制。Guerra 等研究发现，乳酸杆菌对于控制仔猪肠道中总大肠杆菌数量具有明显效果。Ohashi 等用乳酸杆菌饲喂断奶仔猪，通过荧光实时定量聚合酶链式反应（PCR）分析仔猪肠道菌群的分布情况后，结果发现，仔猪肠道中固有优势菌，如：乳酸杆菌和双歧杆菌等数目增加，说明乳酸杆菌能够保持仔猪肠道菌群的平衡状态。2.3 对免疫功能的影响

乳酸杆菌能够促进动物免疫器官的发育、增强免疫细胞的活性并促进抗体的产生，从而增强动物的抗病力。马治宇和杭柏林等研究显示：乳酸杆菌对肉鸡胸腺、脾和法氏囊的发育起到了显著的促进作用，后者的研究还发现，乳酸杆菌能显著增加胸腺和脾中T 淋巴细胞的数量、增强白细胞的吞噬功能及红细胞花环率的形成。陈丽艳的研究发现，肉鸡日粮中添加0.1 %、0.3 %和0.5 %的乳酸杆菌制剂，42日龄时3个处理组血清中γ-G 的含量与对照组相比分别增加了1.1 %、11.39 %和15.17 %，其中后2个添加水平差异显著；全期成活率与对照组相比分别提高了6.67 %、8.79 %和11.11 %，但差异不显著。马雪云和王红妹的研究发现，乳酸杆菌对鸡黏膜上皮SIgA 的分泌也有显著的促进作用。阿木尔吉日嘎拉和双杰等研究显示：乳酸杆菌对鸡新城疫疫苗抗体效价有显著的提升作用，后者的研究还发现，乳酸杆菌对禽流感（H5）亚型油乳酸灭活疫苗的免疫效价也有明显的提升作用。郭信研究了乳酸杆菌对鸡大肠杆菌病的预防与治疗效果，结果显示：预防组鸡的肝、脾、肺和肾比对照组雏鸡病变出现率低3.04倍，细菌检出率低3.2倍；治疗组雏鸡的4个脏器病变率和细菌检出率比对照组分别降低1.97和2.1倍，可见乳酸杆菌对鸡大肠杆菌病有较好的预防作用。朱元招等在仔猪的研究中发现，乳酸杆菌复合制剂能显著提高淋巴细胞的转

化率，为9.8 %。Bielecka 等研究发现，口服乳酸杆菌活菌制剂和灭活菌制剂均能够提高仔猪肠道巨噬细胞活性，提高仔猪肠道黏膜免疫。Mizumachi 等研究发现，乳酸杆菌制剂能显著提高仔猪血清中免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白G（IgG）的含量，并显著降低肿瘤坏死因子的含量。王平等报道，仔猪出生时饲喂生芽孢乳酸杆菌TPY-211口服液，对防制7日龄内仔猪腹泻有显著效果。

3 小结

乳酸杆菌可以通过其抑菌活性、免疫增强作用及促进营养物质消化吸收等方面的作用而维持动物肠道的微生态平衡、增强动物的免疫功能并提升动物的生产性能。但是目前还不能肯定乳酸杆菌的多种生物学功能到底是菌体、细胞壁成分或是其代谢产物的作用。所以今后的研究重点应放在乳酸杆菌的作用机制上，为合理有效地利用乳酸杆菌提供理论依据，从而保证畜牧业的健康发展。

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